Einsatz von Biokoks im industriellen Maßstab

Biokoks ist ein geeigneter CO₂-neutraler Ersatz für fossile Kohlenstoffträger, die in der Metallurgie üblicherweise als Reduktionsmittel und Energiequellen verwendet werden. Aufgrund seiner höheren Reaktivität und geringeren Schüttdichte im Vergleich zu herkömmlichen Reduktionsmitteln wie fossilem Koks, Petrolkoks oder Anthrazit unterliegt die Verwendung von Biokoks jedoch je nach metallurgischem Verfahren gewissen Einschränkungen. In Prozessen, in denen der Kohlenstoffträger einer längeren Erhitzung unter zumindest teilweise oxidierenden Bedingungen ausgesetzt ist, ist die hohe Reaktivität von Biokoks von Nachteil, da ein Teil des Materials vorzeitig verbraucht wird und somit für die metallurgische Reaktion nicht mehr zur Verfügung steht.

In einer separaten Erfolgsgeschichte wird berichtet, wie dieses Verhalten verbessert und die hohe Reaktivität durch einen speziellen Mikroagglomerationsprozess minimiert wurde.

Im Gegensatz dazu ist die hohe Reaktivität in Prozessen, bei denen der Kohlenstoffträger direkt in eine geschmolzene Phase eingebracht wird und sofort mit dem Material reagiert, weniger problematisch. In diesen Fällen besteht die größte Herausforderung darin, sicherzustellen, dass der Biokoks mit geringer Dichte in der Schmelze verbleibt, um Verluste durch Reaktionen mit der Atmosphäre an der Badoberfläche zu vermeiden.

In Zusammenarbeit mit Projektpartnern und externen Experten für die Herstellung von Biokoks konnten die Anforderungen und Parameter definiert werden, die erforderlich sind, damit Biokoks für Anwendungen in der Primär- und Sekundärbleimetallurgie (Batterierecycling) geeignet ist, und es konnten Optimierungsschritte identifiziert werden, die erforderlich sind, um so viel fossilen Kohlenstoff wie möglich zu ersetzen. Diese Ergebnisse wurden sowohl im Labormaßstab als auch im technischen Maßstab (40–60 kg pro Charge) validiert und lieferten zufriedenstellende Ergebnisse. Infolgedessen wurde bereits im zweiten Jahr des Projekts mit der Planung der ersten industriellen Versuche begonnen.

In der Anlage eines Projektpartners in Deutschland (Primärbleimetallurgie) wurden Ende 2025 erste Chargen getestet, weitere Versuche sind für das erste Quartal 2026 geplant. Für eine Bleibatterie-Recyclinganlage in Österreich haben die Vorbereitungen für industrielle Versuche bereits begonnen, die Testkampagnen werden in den kommenden Monaten durchgeführt.

Auswirkungen
Für die Industrie ist die rasche Umsetzung von Maßnahmen zur CO₂-Reduzierung von entscheidender Bedeutung. Umweltvorschriften und steigende Preise für CO₂-Zertifikate erhöhen die Produktionskosten und beeinträchtigen die Wettbewerbsfähigkeit auf dem Markt. Die Metallproduktion ist ein stark international geprägtes Geschäft, weshalb die Konkurrenz aus Regionen außerhalb Europas – wo die Produktionskosten deutlich niedriger sind als in Mitteleuropa – berücksichtigt werden muss.
Aufbauend auf dem Know-how aus früheren Projekten ermöglichten intensive Forschungsarbeiten mit Schwerpunkt auf Optimierung und Skalierung vom Labor- zum Pilotmaßstab in Verbindung mit der Einbindung der richtigen Industriepartner eine schnelle Entwicklung und die zeitnahe Umsetzung der vorgeschlagenen Strategie.

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